含缺陷碳纳米管及碳纳米豆荚静动力特性模拟研究

作者：王磊^*; 张冉冉; 方炜

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(16): 288-295.

• 碳纳米管
• 碳纳米豆荚
• 缺陷
• 静动力特性

采用分子动力学方法,对含双空位及多空位缺陷碳纳米管进行静动力特性模拟研究.首先讨论了双原子空位缺陷以及多原子空位缺陷对碳纳米管的准静态力学性质的影响,然后讨论了缺陷以及轴向预应力对碳纳米豆荚内C60分子振荡动力学的影响.研究表明,相对于无缺陷碳纳米管,含不同类型双原子空位缺陷碳纳米管的极限应力、极限应变和弹性模量都大幅下降;当碳纳米管缺陷原子较多,缺陷连接在一起形成类似裂纹之后,使得碳纳米管轴向抗压性能大幅降低,裂纹沿周向发展相比于裂纹沿轴向发展,其抗压能力下降得更多,这类似于含裂纹的壳体模型结构抗压性能的下降;缺陷碳纳米豆荚中C60分子的振荡频率受到缺失的碳原子数的影响,单原子空位缺陷使得C60分子的振荡频率增大,但随着空位数的增多, C60分子的振荡频率会逐渐减小;当缺陷碳纳米豆荚存在轴向预应力时, C60分子的振荡不仅受到缺陷影响,同时还受到轴向预应力的影响,这使得C60分子振荡变得更为复杂.

• 单位
  材料学院; 河海大学